Ein Sandschnellfilter ist ein Wasseraufbereitungsgerät, das Sand oder andere körnige Medien verwendet, um die im Wasser suspendierten Feststoffpartikel herauszufiltern. Zu diesen Schwebstoffen zählen Schmutz und andere organische Stoffe, die dazu führen, dass Wasser trüb oder trüb erscheint. Die schnelle Sandfiltration wird häufig von kommunalen Wasseraufbereitungsanlagen verwendet, um Oberflächen- und Grundwasser zu reinigen, das für Trinkwasser bestimmt ist. Es wird auch verwendet, um Abwasser und Industrieabwässer mit biologischen Verunreinigungen zu behandeln, bevor diese Wässer in die Umwelt eingeleitet werden.
Die schnelle Sandfiltration erfolgt in einem Tank, der eine oder mehrere Schichten körniger Medien wie Sand, Anthrazit oder Steinkohle, Granat, Magnetit oder andere Mineralien enthält. Die gesamte Medientiefe reicht normalerweise von 2-6 Fuß (ca. 0.6-1.8 Meter). In vielen Systemen tritt das einströmende Wasser oder Zufluss nahe der Oberseite des Tanks ein und fließt nach unten durch das Medium. Das austretende Wasser oder Abwasser verlässt ein Drainagesystem, das als Underdrain bezeichnet wird und das unter dem Filtermedienbett liegt.
Wenn der Zufluss durch den Sandschnellfilter fließt, werden viele der im Wasser enthaltenen Schwebstoffe über oder in den Poren zwischen den Körnern eingeschlossen. Dieser Siebprozess ist der Hauptmechanismus, durch den Feststoffe aus dem Wasser entfernt werden. Außerdem werden suspendierte Feststoffe aufgrund intermolekularer Anziehungskräfte an der Oberfläche der Körner adsorbiert. Andere physikalische, chemische und biologische Prozesse verbessern ebenfalls die Feststoffentfernung während der Filtration.
Die Wirksamkeit eines Sandschnellfilters hängt stark von den Eigenschaften des Zulaufs und der körnigen Medien ab. Wichtige Zuflusseigenschaften sind Konzentration, Art und Partikelbeladung der Schwebstoffe im Wasser. Auch die Tiefe des Medienbetts und die Partikelladungen, -größen und -formen der Körner sind entscheidend.
Glatte runde Körner drängen sich eng zusammen und bilden sehr kleine Poren. Mehr gezackte Körner können größere Poren produzieren, sind jedoch besser darin, Feststoffe im Vorbeigehen zu verstopfen. Typischerweise werden Schichten unterschiedlicher Körner verwendet, um mehrere Entfernungsmechanismen auszunutzen.
Mit der Zeit verstopft das Medienbett eines schnellen Sandfilters mit angesammelten Feststoffen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Filter durch einen Prozess gereinigt, der als Rückspülen bezeichnet wird. Waschwasser wird durch das Bett nach oben gepumpt, um die Feststoffe zu entfernen und sie aus dem Tank zu spülen. Wenn das Waschwasser abgelassen wird, setzen sich die körnigen Medien wieder in ihren ursprünglichen Schichten ab und der Filter kann wieder verwendet werden.